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五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编88-生物技术工程-发酵工程-微生物的实验室培养(含解析)
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这是一份五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编88-生物技术工程-发酵工程-微生物的实验室培养(含解析),共36页。试卷主要包含了单选题,多选题,综合题,实验题等内容,欢迎下载使用。
五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编88-生物技术工程-发酵工程-微生物的实验室培养(含解析)
一、单选题
1.(2022·辽宁·统考高考真题)为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
2.(2022·江苏·统考高考真题)航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是( )
A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
3.(2022·江苏·统考高考真题)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计,不合理的是( )
A.选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株
B.在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源
C.适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落
D.可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌
4.(2022·海南·统考高考真题)为探究校内植物园土壤中的细菌种类,某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列有关叙述错误的是( )
A.采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B.培养细菌时,可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C.土壤溶液稀释倍数越低,越容易得到单菌落
D.鉴定细菌种类时,除形态学鉴定外,还可借助生物化学的方法
5.(2022·湖北·统考高考真题)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
6.(2022·山东·高考真题)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时,会通过分泌青霉素杀死细菌,以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产,关于该生产过程,下列说法错误的是( )
A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B.可用深层通气液体发酵技术提高产量
C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D.青霉素具有杀菌作用,因此发酵罐不需严格灭菌
7.(2021·天津·统考高考真题)下列操作能达到灭菌目的的是( )
A.用免洗酒精凝胶擦手 B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环 D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
8.(2021·北京·统考高考真题)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点,除用于生态治理外,其中一些可替代木材栽培食用菌,收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是( )
A.种植此类草本植物可以减少水土流失
B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
9.(2021·北京·统考高考真题)人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是( )
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
10.(2021·浙江·统考高考真题)下列关于原生质体和细胞计数的叙述,错误的是( )
A.测定植物原生质体的密度时,可用血细胞计数板
B.红墨水不能进入活细胞,可用于检测细胞的存活状态并计数
C.涂布分离法和划线分离法均能得到单菌落,都可用于细胞计数
D.酵母菌在液体培养基中培养一段时间后,可用比浊计测定其密度
11.(2020·浙江·高考真题)下列关于微生物培养及利用的叙述,错误的是( )
A.利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物,而保留利用尿素的微生物
B.配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH
C.酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒
D.适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化
12.(2019·北京·统考高考真题)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后,若细菌能分解淀粉,培养平板经稀碘液处理,会出现以菌落为中心的透明圈(如图),实验结果见下表。
菌种
菌落直径:C(mm)
透明圈直径:H(mm)
H/C
细菌Ⅰ
5.1
11.2
2.2
细菌Ⅱ
8.1
13.0
1.6
有关本实验的叙述,错误的是
A.培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质
B.筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布
C.以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D.H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
13.(2018·江苏·统考高考真题)花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,下列叙述正确的是
A.为了防止微生物污染,过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 min
B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化
C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
14.(2009·安徽·高考真题)下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述,其中错误的是
A.用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基,经高温、高压灭菌后倒平板
B.取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1ml,分别涂布于各组平板上
C.将实验组和对照组平板倒置,37℃恒温培养24-48小时
D.确定对照组无菌后,选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数
二、多选题
15.(2021·山东·统考高考真题)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力,用穿刺接种的方法,分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养,如图所示。若两种菌繁殖速度相等,下列说法错误的是( )
A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
三、综合题
16.(2022·河北·统考高考真题)番茄灰霉病菌严重影响番茄生产,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治,研究者设计了相关实验。回答下列问题:
(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,取适量________菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片(直径5mm)在________菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量________大小以判定抑菌效果。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用________(填“静置”或“摇床震荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用________(填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”),其原因是________。
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是________。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白分子量时,SDS的作用是________。
(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其________作为保藏对象。
17.(2022·全国·统考高考真题)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业、用菌株C可生产S,S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此,某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响,结果见表。
碳源
细胞干重(g/L)
S产量(g/L)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖废液
2.30
0.18
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时,需要对所需的玻璃器皿进行灭菌,灭菌的方法有______(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知,菌株C生长的最适碳源是______;用菌株C生产S的最适碳源是______。菌株C的生长除需要碳源外,还需要______(答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知,碳源为淀粉时菌株C不能生长,其原因是______。
(4)若以制糖废液作为碳源,为进一步确定生产S的最适碳源浓度,某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路:______。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用,其意义是______(答出1点即可)。
18.(2022·湖南·高考真题)黄酒源于中国,与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。发酵酒的酿造过程中除了产生乙醇外,也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯(EC)。EC主要由尿素与乙醇反应形成,各国对酒中的EC含量有严格的限量标准。回答下列问题:
(1)某黄酒酿制工艺流程如图所示,图中加入的菌种a是_______,工艺b是_______(填“消毒”或“灭菌”),采用工艺b的目的是____________________。
(2)以尿素为唯一氮源的培养基中加入________指示剂,根据颜色变化,可以初步鉴定分解尿素的细菌。尿素分解菌产生的脲酶可用于降解黄酒中的尿素,脲酶固定化后稳定性和利用效率提高,固定化方法有_________________________(答出两种即可)。
(3)研究人员利用脲酶基因构建基因工程菌L,在不同条件下分批发酵生产脲酶,结果如图所示。推测________是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素,理由是__________________。
(4)某公司开发了一种新的黄酒产品,发现EC含量超标。简要写出利用微生物降低该黄酒中EC含量的思路_____________________________。
19.(2021·重庆·高考真题)为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响,进行了相关实验。
(1)取小鼠子宫时,为避免细菌污染,手术器具应进行______处理;子宫取出剪碎后,用______处理一定时间,可获得分散的子宫内膜组织细胞,再分离获得基质细胞用于培养。
(2)培养基中营养物质应有________(填写两种);培养箱中CO2浓度为5%,其主要作用是____________。
(3)在含PDCD4基因的表达载体中,启动子的作用是__________________。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用,以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组,还应设立两个对照组,分别为_______________________________。经检测,实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组,说明该基因对基质细胞凋亡具有______(填“抑制”或“促进”)作用。
20.(2021·浙江·统考高考真题)回答下列(一)、(二)小题:
(一)回答与甘蔗醋制作有关的问题:
(1)为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株,以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基:将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容,调节pH,再高压蒸汽灭菌,经__________后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基,振荡培养24 h。用__________将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上,在30 ℃培养48h。再挑取分离培养基上具有__________的单菌落若干,分别接种到与分离培养基成分相同的__________培养基上培养24 h后,置于4 ℃冰箱中保存。
(2)优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基,培养一段时间后,取合适接种量的菌液在30 ℃、150 r/min 条件下振荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者培养液中______含量达到最低时,发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外,还应有____________________(答出2点即可)等特点。
(3)制醋过程中,可将甘蔗渣制作成固定化介质,经_________后用于发酵。其固定化方法为_________。
(二)斑马鱼是一种模式动物,体外受精发育,胚胎透明、便于观察,可用于水质监测,基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。
(1)由于人类活动产生的生活污水日益增多,大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体__________,导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼,可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。
(2)为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制,用 DNA 连接酶将该基因连接到质粒载体形成_______,导入到大肠杆菌菌株 DH5α 中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的 DH5α 阳性细胞克隆,质粒载体应含有__________(答出2点即可)。提取质粒后,采用____法,将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中,培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。
(3)为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选,可用__________分散斑马鱼囊胚的内细胞团,取分散细胞作为初始材料进行__________培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为__________,以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。
21.(2021·河北·统考高考真题)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题:
(1)皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷,可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是__________,萃取效率主要取决于萃取剂的__________。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷__________。研究发现,萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率,原因是____________________。
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10g皮渣加入90mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则每克皮渣中微生物数量为__________个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至__________性,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是______________________________。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为__________。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌_________。(简要写出实验步骤和预期结果)
22.(2020·全国·统考高考真题)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题:
(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用_______________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是_______________。甲、乙培养基均属于______________培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL,若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释________________倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是________________(答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤________________。
(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即________________。
23.(2019·全国·统考高考真题)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。
Ⅱ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(15g/L)。
Ⅲ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量)。X(45g/L)。
回答下列问题。
(1)在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氮源的是___________。Ⅱ、Ⅲ号培养基为微生物提供碳源的有机物是_________。
(2)若将土壤悬浮液种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会_________,其原因是_________。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是______________。
(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌,且该菌能将X代谢为丙酮酸,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供_________和_________。
24.(2019·全国·统考高考真题)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时,培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是_____________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常,制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH,其原因是________。硝化细菌在没有碳源的培养基上______(填“能够”或“不能”)生长,原因是____________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板____________(填“倒置”或“正置”)。
(3)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是____________。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过____________处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
25.(2018·全国·校联考高考真题)将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂,用水定容后灭菌,得到M培养基。
回答下列问题:
(1)M培养基若用于真菌的筛选,则培养基中应加入链霉素以抑制___________的生长,加入了链霉素的培养基属于___________培养基。
(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有___________(答出两点即可)。氮源进入细菌后,可参与合成的生物大分子有___________(答出两点即可)。
(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖,接种土壤滤液并培养,平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产生淀粉酶的微生物,加入的显色剂是___________,该方法能筛选出产生淀粉酶微生物的原理___________。
(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:
甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133。
乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是:_____________________。
26.(2018·全国·统考高考真题)回答下列与酵母菌有关的问题:
(1)分离培养酵母菌通常使用____________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,该培养基应采用________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后会观察到菌落,菌落的含义是_______________。
(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进______________(填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进_________(填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”)。
(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原因是______________________。
27.(2019·浙江·统考高考真题)回答下列(一)、(二)小题:
(一)回答与果胶和果胶酶有关的问题:
(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物,其原因除水果中果胶含量较高外,还因为______。
(2)为了获得高产果胶酶微生物的单菌落,通常对分离或诱变后的微生物悬液进行______。
(3)在某种果汁生产中,用果胶酶处理显著增加了产量,其主要原因是果胶酶水解果胶使______。果汁生产中的残渣果皮等用于果胶生产,通常将其提取液浓缩后再加入______。使之形成絮状物,然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。
(4)常用固定化果胶酶处理含果胶的污水,其主要优点有______和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时,除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外,还需考虑的主要有______和______。
(二)回答与利用生物技术培育抗病品种有关的问题:
(1)通过抗病性强的植株获取抗病目的基因有多种方法。现已获得纯度高的抗病蛋白(可作为抗原),可通过______技术获得特异性探针,并将______中所有基因进行表达,然后利用该探针,找出能与探针特异性结合的表达产物,进而获得与之对应的目的基因。
(2)将上述抗病基因通过转基因的方法导入植物的分生组织可获得抗病性强的植株。若在试管苗期间用分子水平方法判断抗病基因是否表达,应检测______(A.质粒载体 B.转录产物 C.抗性基因 D.病原微生物)。
(3)植物细胞在培养过程中往往会发生______,可利用这一特性筛选抗致病真菌能力强的细胞。筛选时在培养基中加入______,并将存活的细胞进一步培养至再生植株。若利用______培养建立的细胞系用于筛选,则可快速获得稳定遗传的抗病植株。
(4)用抗病品种与高产品种进行杂交育种过程中,有时会遇到因胚发育中止而得不到可育种子的情况。若要使该胚继续发育获得植株,可采用的方法是______。
(2019·上海·高考真题)2019 年 7 月,《上海市生活垃圾分类管理条例》施行,生活垃圾分类成为市民的日常生活方式,生活垃圾分类中的湿垃圾是指可被微生物降解的有机物。
28.下列属于湿垃圾的是______。
①剩余饭菜 ②玻璃碎片 ③植物落叶 ④过期面包 ⑤果皮果壳
29.湿垃圾降解后才能被植物利用,是因为根毛细胞难吸收 。
A.尿素 B.矿物质 C.H2O D.大分子有机物
处理是垃圾的有效方法之一是用微生物对其进行降解。下图表示筛选高效降解淀粉菌种的过程。
30.培养基中加入碳源是____。根据上图,将菌液接种到培养基的方法是___。
31.据图,菌落①与菌落②周围透明圈的大小不同,原因可能是两个菌群 。
A.对碘液分解能力不同 B.分泌的淀粉酶活性不同
C.合成淀粉量不同 D.受淀粉抑制程度不同
32.对筛选到的菌落①与菌落②进行鉴定,发现①属于真菌,②属于细菌,两者的本质区别是 。
A.细胞膜的成分 B.有无细胞结构 C.核糖体的有无 D.有无完整核膜
33.若垃圾分类不当,在湿垃圾中混入了过期的抗生素或电池等,将不利于微生物分解,原因是 。
A.会抑制微生物生长 B.是微生物的生长因子
C.促进有机物的合成 D.为微生物提供碳源和氮源
四、实验题
34.(2019·全国·统考高考真题)物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。
(1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是_________。
(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择________菌落进一步纯化,选择的依据是________。
(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即_______。
(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌,使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加_________,三处滴加量相同。
②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明___________;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明___________。
35.(2018·全国·统考高考真题)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题:
(1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是________。
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能________,在照射前,适量喷洒_________,可强化消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是__________________________。
36.(2018·浙江·统考高考真题)回答下列(一)、(二)小题:
(一)回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题:
某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。
(1)果胶提取工艺研究结果表明,原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率(提取得到的果胶占原料质量的百分率)显著高于常温水漂洗的果胶得率,最主要原因是沸水漂洗_______ (A.有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B.使植物组织变得松散 C.使有关酶失活 D.有利细胞破裂和原料粉碎制浆)。
(2)在淀粉分离生产工艺研究中,为促进淀粉絮凝沉降,添加生物絮凝剂(乳酸菌菌液),其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌,通常将生产上使用的菌液,采用_______,进行单菌落分离,然后将其_______,并进行特性鉴定,筛选得到纯的菌株。
(3)在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中,将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后,发现仍存在浑浊和沉淀问题,可添加_______使果胶彻底分解成半乳糖醛酸,再添加_______,以解决汁液浑浊和沉淀问题。
(4)在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中,通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性,然后主要优化各固定化酶反应器中的_______(答出2点即可)、反应液pH和酶反应时间等因素。其中,酶反应时间可通过_______来调节。
(二)回答与基因工程和植物克隆有关的问题。
(1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR I酶切,在切口处形成_______。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成_______,获得重组质粒。
(2)已知用CaCl2处理细菌,会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成_______实验。在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的是_______,从而表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。
(3)取田间不同品种水稻的幼胚,先进行_______,然后接种到培养基中培养,幼胚发生_______形成愈伤组织,并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织,再培养愈伤组织,以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有:培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及_______(答 2点即可)。
参考答案:
1.D
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、嗜极微生物适应极端环境的特性使它们有在空间暴露环境或地外星球环境中存活的可能,因此航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物,A正确;
B、细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀,会腐蚀舱内材料以及设备线路、元器件,B正确;
C、对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测,需要在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品,C正确;
D、航天器及洁净的组装车间环境微生物很少,分离培养微生物,观察菌落特征,不需要采用平板划线法,D错误。
故选D。
2.B
【分析】动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌,但是试剂并不都需要灭菌,如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌,否则会使其中的成分失活,A错误;
B、培养心肌细胞的时候既需要氧气(有助于进行有氧呼吸)也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH),B正确;
C、在体外培养条件下,细胞会因接触抑制、细胞密度过大、代谢废物积累、营养物质消耗而停止分裂,C错误;
D、心肌细胞节律性收缩,受植物性神经的支配,是不随意的,在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动,D错误。
故选B。
3.D
【分析】为了筛选可分解尿素的细菌,配置的培养基应选择尿素作为唯一氮源,含脲酶的微生物在该培养基上能生长,其它微生物在该培养基上因缺乏氮源而不能生长,可用于分离含脲酶的微生物。
【详解】A、农田或公园土壤中含有较多的含脲酶的微生物,A正确;
B、为了筛选可分解尿素的细菌,配置的培养基应选择尿素作为唯一氮源,含脲酶的微生物在该培养基上能生长,B正确;
C、当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,C正确;
D、在细菌分解尿素的化学反应中,细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的pH升高,酚红指示剂将变红,因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,能对分离的菌种做进一步鉴定,D错误。
故选D。
4.C
【分析】1、培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、统计菌落数目的方法:(1)稀释涂布平板法(间接):①当样品的稀释庋足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌;②通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。(2)利用显微镜直接计数。
【详解】A、采集植物园中土壤样本的原则之一是要随机采样,A正确;
B、牛肉膏蛋白胨固体培养基中含有细菌生长所需的碳源、氮源、水、无机盐等,可用于细菌的培养,B 正确;
C、土壤溶液稀释倍数足够高时,才能将聚集的细菌分散开,有助于在培养基表面形成单菌落,C错误;
D、不同种类细菌的理化特性一般不同,鉴定细菌种类时,除根据菌落特征进行形态学鉴定外,还可以借助生物化学的方法进行鉴定,D正确。
故选C。
5.D
【分析】使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。
【详解】A、动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A错误;
B、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,而微生物的培养不能加入抗生素,B错误;
C、一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,以防止杂菌污染,C错误;
D、可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌,以防止杂菌污染,D正确。
故选D。
6.D
【分析】培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等四类营养物质。配制培养基时除了满足基本的营养条件外,还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、O2的要求。
【详解】A、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌;提供相同含量的碳源,葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多,会导致细胞失水,发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖,乳糖是二糖,可被水解为半乳糖和葡萄糖,是青霉菌生长的最佳碳源,可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件,A正确;
B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型,可用深层通气液体发酵技术提高产量,B正确;
C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后,才可接种到发酵罐中进行工业化生产,C正确;
D、为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染,获得纯净的青霉素,发酵罐仍需严格灭菌,D错误。
故选D。
7.C
【分析】灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程,常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】A、用免洗酒精凝胶擦手属于消毒,A错误;
B、制作泡菜前用开水烫洗容器属于消毒过程,B错误;
C、在火焰上灼烧接种环能达到灭菌目的,C正确;
D、防疫期间用石炭酸喷洒教室,属于消毒,D错误。
故选C。
8.B
【分析】能量流动的特点:单向流动、逐级递减。物质可以循环利用,但能量是单向流动的,不能循环利用。
【详解】A、此类草本植物根系发达可以固定更多的土壤,故种植此类草本植物可以减少水土流失,A正确;
B、能量可多级利用,但不能循环利用,B错误;
C、草本植物含有蛋白质和纤维素,可给食用菌提供碳源和氮源,C正确;
D、草本植物可栽培食用菌,而菌渣可作肥料或饲料,故实现了物质在植物、真菌和动物间的转移,D正确。
故选B。
9.C
【分析】实验室常用的消毒和灭菌方法的比较:
1、消毒:煮沸消毒法(一般物品)、巴氏消毒法(一些不耐高温的液体,如牛奶)、化学药剂消毒法(如用酒精擦拭双手,用氯气消毒水源等)、紫外线消毒法(接种室、操作台);
2、灭菌:灼烧灭菌(接种工具)、干热灭菌(玻璃器皿、金属用具)、高压蒸汽灭菌(培养基及容器)。
【详解】A、为避免杂菌污染干扰,需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌,A正确;
B、葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离,为避免杂菌污染,故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样,B正确;
C、用取样后的棉拭子浸出液在固体培养基上涂布,C错误;
D、根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别,D正确。
故选C。
10.C
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。其中稀释涂布平板法可以用来进行微生物的计数,而平板划线法不能。
【详解】A、可用血细胞计数板对原生质体进行计数,一般计数总数不少于300个细胞,A正确;
B、活细胞的细胞膜具有选择透过性,红墨水中的色素分子不能透过细胞膜,当细胞死亡后,细胞膜失去选择透过性,红墨水中的色素分子能进入细胞,所以可用红墨水检测细胞的存活状态并计数,B正确;
C、划线分离法不能用于细胞计数,C错误;
D、酵母细胞的密度与浑浊度指标存在一定的数量关系,所以酵母菌在液体培养基中培养一段时间后,可用比浊计测定其密度,D正确。
故选C。
11.A
【分析】1、微生物培养的关键是防止杂菌污染;培养基制作完成后需要进行灭菌处理,培养基通常可以进行高压蒸汽灭菌;2、接种方法主要有平板划线法和稀释涂布平板法。
【详解】A、利用尿素固体培养基,由于不能利用尿素做氮源的微生物不能生长繁殖,而保留利用尿素的微生物,并非杀死,A错误;
B、不同的微生物所需的pH不同,所以配置培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH,B正确;
C、酵母菌不能直接利用淀粉,应用酒曲中的根霉和米曲霉等微生物把淀粉糖化,再用酵母菌发酵得到糯米酒,C正确;
D、醋化醋杆菌在有氧条件下利用酒精产生醋酸,D正确。
故选A。
12.C
【分析】该选择培养基上的唯一碳源是淀粉,只有能利用淀粉的微生物才能存活,微生物分解淀粉后,会产生透明圈。
【详解】培养基一般含有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等成分,A正确;筛选淀粉分解菌时,需要对菌液进行一系列的梯度稀释,再将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基上进行培养,B正确;由题意可知,以上两种菌均会产生透明圈,说明两种菌均可以产生淀粉酶并分泌到细胞外分解淀粉,C错误;淀粉分解菌的H/C越大,说明其产生的淀粉酶分解的淀粉相对越多,可说明该淀粉分解菌分解淀粉的能力越强,D正确。因此,本题答案选C。
13.C
【详解】【分析】植物组织培养指的是在无菌培养的条件下,将离体的植物器官(根、茎、叶、花、果实等),组织(形成层、花药组织等),细胞(体细胞、生殖细胞等)以及原生质体等培养在人工配制的培养基上,并给予适当的培养条件,使其长成完整植株的过程。
【详解】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行,因此过程①所用的花药需在70%乙醇溶液中浸泡30秒,之后用无菌水清洗,次氯酸钠浸泡30分钟,再用无菌水清洗,以防止杂菌污染,A错误;过程②的培养基中需添加比值适中的细胞分裂素和生长素,以利于形成愈伤组织,B错误;过程③得到的植株是经过花药离体培养和秋水仙素处理的,因此可筛选获得纯合的二倍体,C正确;过程④应将炼苗后的植株移栽到消毒后的蛭石或珍珠岩中,而非培养基中,D错误。
【点睛】解答本题的关键是掌握植物组织培养的详细过程,明确脱分化、再分化过程需要满足的条件,尤其是对于不同激素的比例要求。
14.D
【详解】检测土壤中细菌总数,用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基,经高温、高压灭菌后倒平板,取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1ml,分别涂布于各组平板上,将实验组和对照组平板倒置,37℃恒温培养24-48小时,在确定对照组无菌后,选择菌落数在30-300的一组平板为代表进行计数。所以D不对。
15.B
【分析】图中是穿刺接种的方法,根据题干中的信息“硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀”,所以根据黑色沉淀的多少,比较两种菌产生硫化氢的能力。
【详解】A、从图中可以看出甲菌在试管中分布范围小于乙菌,说明了乙菌的运动能力比甲菌强,A正确;
B、为不影响菌的运动需选用半固体培养基,B错误;
C、根据题意,黑色区域的面积大小反映两种菌运动能力的大小,而不能表示二者产生硫化氢的能力大小,C正确;
D、微生物接种技术的核心是防止杂菌的污染,D正确。
故选B。
16.(1) 番茄灰霉病菌 枯草芽孢杆菌 抑菌圈
(2) 摇床震荡 稀释涂布平板法 用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内
(3) 利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离 SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关
(4)菌液
【分析】统计菌落数目的方法:
(1)显微镜直接计数法
原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。
(2)间接计数法(活菌计数法)
原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌.通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【详解】(1)分析题意,要检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用,先把适量的番茄灰霉病菌菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片在枯草芽孢杆菌菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,若对番茄灰霉病菌有抑制作用,被覆盖的位置的番茄灰霉病菌就会被杀死,培养皿倒置培养后会出现抑菌圈,测量抑菌圈大小以判定抑菌效果强弱。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,采用摇床震荡培养可增大培养液的溶氧量,有利于枯草芽孢杆菌的生长繁殖。培养过程中要抽样检测活菌数量,应该采用稀释涂布平板法,用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内。
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是:利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关。
(4)长期保藏枯草芽孢杆菌,应该将培养的菌液转移到灭菌好的甘油瓶中,与甘油充分混合,放在-20℃的冷冻箱中保存。
17.(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌
(2) 葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐、水
(3)缺少淀粉酶
(4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基,培养菌株C,其他条件相同且适宜,一段时间后,测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量,S产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度
(5)减少污染、节省原料、降低生产成本
【分析】1、实验室常用的灭菌方法:(1)灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌;(2)干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌;(3)高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100 kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30 min。
2、培养基的营养构成:各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐;不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
(1)
通常在实验室培养微生物时,为防止实验用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培养物,需要使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子,即对所需的玻璃器皿进行灭菌,玻璃器皿常用的灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。
(2)
由实验结果可知,与以制糖废液为碳源相比,以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大,说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖;而以制糖废液为碳源时,用菌株C生产S的产量高于以葡萄糖为碳源时的产量,说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源和无机盐,还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求,故菌株C的生长除需要碳源外,还需要氮源、无机盐、水等营养物质。
(3)
分析题图表格可以看出在以淀粉为碳源的培养基中,菌株C不能生长,原因可能是菌株C不能合成淀粉酶或菌株C不能分泌淀粉酶,因而不能利用淀粉。
(4)
要测定生产S的最适制糖废液为碳源的浓度,实验自变量为制糖废液的浓度,可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基,培养菌株C,其他条件相同且适宜,一段时间后,测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量,S产量最高时对应的制糖废液浓度,即为生产S的最适碳源浓度。
(5)
利用制糖废液生产S可以实验废物利用,既有利于减少污染、节省原料,又能降低生产成本。
18.(1) 酵母菌 消毒
目的是杀死啤酒的中大多数微生物,并延长其保存期
(2) 酚红 化学结合法、包埋法、物理吸附法
(3) pH 两图中脲酶活力随时间变化的曲线基本一致,而维持pH在6.5不变与pH从6.5降为4.5相比较而言,酶活力值始终要高
(4)方案一:配置一种选择培养基,筛选出产生EC降解酶的细菌,从细菌中分离得到EC降解酶,纯化的EC降解酶进行固定化操作后,加入该黄酒中。
方案二:配置一种选择培养基,筛选出产生脲酶的细菌,从细菌中分离得到脲酶,纯化的脲酶进行固定化操作后,在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。
【分析】由于细菌分解在尿素的过程中合成脲酶,脲酶将尿素分解成氨,会使培养基碱性增强,pH升高,所以可以用检测pH的变化的方法来判断尿素是否被分解,可在培养基中加入酚红指示剂,尿素被分解后产生氨,pH升高,指示剂变红。
【详解】(1)制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸,加入的菌种a是酵母菌。过滤能除去啤酒中部分微生物,工艺b是消毒,目的是杀死啤酒的中大多数微生物,并延长其保存期。
(2)由于细菌分解尿素的过程中合成脲酶,脲酶将尿素分解成氨,会使培养基碱性增强,pH升高,所以可以用检测pH的变化的方法来判断尿素是否被分解,故在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌。固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上,实现酶的反复利用,并提高酶稳定性,酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条件的温和性)依然保持。固定化酶的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法等。
(3)对比两坐标曲线,两图中脲酶活力随时间变化的曲线基本一致,说明培养时间不是决定因素;而维持pH在6.5不变与pH从6.5降为4.5相比较而言,酶活力值始终要高,说明pH为6.5时,有利于酶结构的稳定,故pH是决定工程菌L高脲酶活力的关键因素。
(4)从坐标图形看,利用脲酶消除其前体物质尿素可降低该黄酒中EC含量。配置一种选择培养基,筛选出产生EC降解酶的细菌,从细菌中分离得到EC降解酶,纯化的EC降解酶进行固定化操作后,加入该黄酒中。或者配置一种选择培养基,筛选出产生脲酶的细菌,从细菌中分离得到脲酶,纯化的脲酶进行固定化操作后,在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。
19.(1) 灭菌 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
(2) 无机盐、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生长因子、血清或血浆(填写两种即可) 维持培养液的pH值
(3) RNA聚合酶的识别和结合位点,驱动转录出相应的mRNA 基质细胞悬浮液和空载体、与基质细胞的混合培养液 促进
【分析】1、构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。基因表达载体的组成:复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因。
2、动物细胞培养的条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。
(3)温度和pH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
(1)
为避免细菌污染,手术器具应进行灭菌处理;动物组织取出剪碎后,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一定时间,可获得分散的动物组织细胞。
(2)
动物细胞培养时,培养基中营养物质应有无机盐、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生长因子、血清或血浆等;培养箱中为95%的空气和5%的CO2,其中5%的CO2的主要作用是维持培养液的pH值。
(3)
启动子是RNA聚合酶的识别和结合位点,驱动转录出相应的mRNA。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用,以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组,还应设立两个对照组,分别为基质细胞悬浮液和空载体(排除空载体的作用)、与基质细胞的混合培养液(空白对照)。经检测,实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组,说明该基因对基质细胞凋亡具有促进作用。
20. 冷却 玻璃刮刀 较大透明圈 斜面 乙醇 耐酒精度高、耐酸高 灭菌 吸附法 富营养化 重组DNA分子 限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因 显微注射 胰蛋白酶 原代 饲养层细胞
【分析】1、涂布法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在固体培养皿表面,经培养后可形成单个菌落,是筛选高表达量菌株的常用方法;
2、基因工程的基本操作步骤为:获取目的基因、形成重组DNA分子、将重组DNA分子导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达。
【详解】(一)
(1)高压蒸汽灭菌刚结束时,培养基温度较高,要等培养基冷却后再加入3%体积的无水乙醇。涂布分离法可用于单菌落分离,使用玻璃刮刀将待分离的菌液涂布到分离培养基的整个平面上。醋酸菌发酵产生的醋酸会使培养基中的CaCO3分解,形成透明圈。菌落小,透明圈大,代表着高产醋酸菌。菌种的贮存方法:在无菌操作下将单菌落用接种环取出,再用划线法接种在斜面培养基上,培养24h后,置于4℃冰箱中保存。
(2)醋酸发酵结束的标志性:产物不再增加(醋酸浓度不再上升)或原料消耗到最低值(乙醇含量达到最低)。优质菌种不光要产酸高,还要耐高酸,同时还要耐酒精(原料)等特点。
(3)我们在利用微生物时,常常要求所利用的微生物不被其他微生物污染。因此,在培养微生物时必须进行无菌操作,所以作为固定化介质的甘蔗渣需要经过灭菌处理。甘蔗渣类似果醋发酵装置中的锯末,可使醋杆菌吸附在甘蔗渣上进行发酵。
(二)
(1)生活污水富含N、P,未经处理就大量排放,会导致水体富营养化,导致藻类大量繁殖形成水华或赤潮。
(2)具有相同黏性末端的目的基因和载体DNA(如质粒),经DNA连接酶处理后,会形成重组DNA分子。与目的基因相同的限制性核酸内切酶识别序列,可以确保限制性内切酶处理后与目的基因形成相同的黏性末端,以便于和目的基因的连接。标记基因(抗生素抗性基因)的存在,便于筛选含有目的基因的受体细胞。动物基因工程,通常采用显微注射法将重组DNA分子导入动物受精卵中。
(3)使用胰蛋白酶处理囊胚的内细胞团,借助酶的专一性,可分解细胞间质的蛋白质,让细胞分散,便于培养。将分散的细胞初次在卡氏瓶中培养,称之为原代培养。提高细胞克隆形成率的措施有:选择适宜的培养基、添加血清(胎牛血清最好)、饲养层细胞(滋养细胞如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞)支持生长、激素(胰岛素等)刺激、使用CO2培养箱、调节pH等。
【点睛】1、熟练掌握微生物的筛选、分离和保存,以及微生物固定化方法是解题的关键;
2、熟练掌握基因工程的基本操作步骤,并了解每一步的目的是解题的关键。
21. 利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触 性质和使用量 分解 纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率 8.8×106 中性至微碱性 使培养基不透明,从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈 碳源 实验步骤:将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小
预期结果:若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落
【分析】(1)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、草取的温度和时间等条件的影响。一般来说,原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需要提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。
(2)区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,可根据二者代谢类型的不同,在无氧条件下进行培养,观察菌落生长情况。
【详解】(1)天然食用色素花色苷可用萃取法提取,萃取剂与水应不混溶,萃取前将原料干燥,有利于萃取剂溶解花色苷,提高溶解率;粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触;萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。萃取过程需要在适宜温度下进行,温度过高会导致花色苷分解。萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理,可破坏细胞壁,有利于提高花色苷的提取率。
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10g皮渣加入90mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则三个平板中平均菌落数为(78+91+95)÷3=88,每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104=8.8×106个。
(3)醋酸菌属于细菌,制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性至微碱性,灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙可使培养基不透明,醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙,产生透明圈,根据这一特点可筛选出醋酸菌,在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源,先把乙醇氧化为乙醛,再把乙醛氧化为乙酸。
(4)醋酸菌为好氧菌,与兼性厌氧型的乳酸菌菌落形态相似,且二者产生的代谢产物均可使碳酸钙分解,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,可将平板置于无氧环境下继续培养,观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长,且透明圈增大,则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落,若菌落不能继续生长,透明圈不再扩大,则为醋酸菌菌落。
【点睛】本题考查植物成分的提取和微生物的分离,考查考生对植物成分提取方法和原理、微生物培养、分离、计数方法的理解和识记。解答本题,需充分利用题干信息,如醋酸菌、乳酸菌代谢类型的区别等,才能准确作答。
22. 高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 104 S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长 取淤泥加入无菌水,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数 水、碳源、氮源和无机盐
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。
常用的接种方法:平板划线法和稀释涂布平板法。
常用的灭菌方法:干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。
【详解】(1)常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶,乙为固体培养基,故需要加入Y琼脂;甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株,故均属于选择培养基。
(2)若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液,且每个平板上长出的菌落数不超过200个,则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200=1×104倍。
(3)当培养基中的S超过某一浓度后,可能会抑制菌株的生长,从而造成其对S的降解量下降。
(4)要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数,可以取淤泥加无菌水制成菌悬液,稀释涂布到乙培养基上,培养后进行计数。
(5)甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
【点睛】培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,接种工具应该进行灼烧灭菌,玻璃器皿等耐高温的、需要干燥的物品,常采用干热灭菌。
23. 牛肉膏、蛋白胨 X 下降 不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖 稀释涂布平板法 能量 合成其他物质的原料
【分析】1、选择培养基的概念:在微生物学中,将允许特定微生物种类生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基,选择培养基必须是固体培养基,本题中选择培养基中的唯一碳源是有机物X,这样能分解X的微生物能够从该有机物获得碳源,其他微生物由于无法获得碳源而不能生存。
2、常用的接种微生物的方法有稀释涂布平板法和平板划线法,稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液涂布到固体琼脂培养基上,进行培养,在稀释度足够高的菌液里,将聚集在一起的微生物分散成单个细胞,获得由单个细胞繁殖而来的菌落,微生物的计数通常采用稀释涂布平板法。
【详解】(1)氮源是微生物生长需要的一类营养物质,是含氮化合物,可为微生物的生长提供氮元素,牛肉膏、蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质,因此在1号培养基中,可为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。碳源也是微生物生长所需要的一类营养物质,可为微生物的生长提供碳元素,而有机物均含碳元素,II、III号培养基均含有有机物X,因此,II、III号培养基为微生物的生长提供碳源的均为有机物X。
(2)由于II号培养基含有的碳源只有有机物X,因此若将土壤悬浮液接种在II号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌由于无法获得碳源而无法增殖导致其比例减少。
(3)微生物的接种方法很多,最常用的有平板划线法与稀释涂布平板法,由于稀释涂布平板法中,稀释度足够高的菌液经涂布培养后,在培养基表面形成的一个菌落是由菌液中的一个活菌繁殖而来,所以常用来进行微生物的计数。
(4)丙酮酸参与有氧呼吸的第二阶段,能被分解产生能量,且丙酮酸可作为许多物质合成的中间产物,因此其可为微生物的生长提供能量和合成其他物质的原料。
【点睛】选择培养基能选择特定的微生物。微生物的接种方法有多种,其中稀释涂布平板法常用来进行微生物的计数。微生物的营养物质有水、碳源、氮源、无机盐等。
24. 蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源 倒置 在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征 灭菌
【分析】1、微生物培养基的营养构成:①各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐;②不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项:①倒平板的温 度一般50℃左右适宜,温度过高会烫手,过低培养基又会凝固;②平板需倒置,这样既可使培养基表面的水分更好地挥发,又可防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
【详解】(1)葡萄糖只能为细菌提供碳源,硝酸钠为细菌提供无机盐,而蛋白胨既可以为细菌碳源,也可以为细菌提供氮源;由于不同的细菌生长繁殖的最适宜pH是不同的,因此制备培养基时要根据所培养的细菌的不同来调节培养基的pH;硝化细菌属于化能自养型微生物,其可以利用氨氧化释放的能量将空气中的二氧化碳固定为有机物,因此硝化细菌可以在无碳培养基中生长。
(2)用平板培养细菌时,一般需要将平板倒置培养,以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
(3)由于每一大类微生物都有其独特的细胞形态,因而其菌落形态特征也各异,因此根据菌落的形态、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。
(4)有些使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境。
【点睛】解答本题的关键是识记微生物培养基的成分、培育条件、培养过程以及注意事项,能够根据不同微生物的代谢类型判断其所需营养成分的种类,进而结合题干要求分析答题。
25. 细菌 选择 碳源、无机盐 蛋白质、DNA、RNA 碘液 淀粉遇碘显蓝色,产淀粉酶菌落周围淀粉被水解,形成透明圈 乙同学的结果中,1个平板的计数与另2个相差悬殊,结果的重复性差
【分析】本题考查筛选某种微生物的原理,培养基的营养成分等相关知识点,在利用稀释涂布平板法统计数目时,要注意稀释倍数的选取以及平板数一般要满足30-300个才符合要求。
【详解】(1)M培养基若用于真菌的筛选,说明M培养基能满足真菌的生长,而能抑制其它微生物的生长,链霉素是一种抗生素,可以抑制细菌的生长。加入了链霉素的培养基能筛选出真菌,该培养基属于选择培养基。
(2)微生物生长需要多种营养物质除氮源外,还需要碳源、无机盐、水以及特殊营养物质等。氮元素是蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素,因此氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有蛋白质和核酸(DNA、RNA)。
(3)淀粉与碘液会变成蓝色,筛选产淀粉酶的微生物,依据淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈,再根据透明圈,来筛选产淀粉酶的微生物。
(4)乙同学结果不合理,因为1个平板的计数结果与另2个相差悬殊较大,结果的重复性差,不能简单的用其平均数作为最终结果。
【点睛】解答第(4)小题,要注意在设计该实验时,一定要涂布至少3个平板作为重复组,才能增强实验的说服力与准确性,在分析实验结果时,一定要考虑所设置的重复组的结果是否相当,结果差距太大,意味着操作有误,需要重新实验。
26. 麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 菌体快速增殖 乙醇产生 酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软
【分析】本题主要考查酵母菌培养和分离的有关知识。酵母菌是兼性厌氧型的单细胞真菌,在有氧条件下,进行有氧呼吸产生H2O和CO2,释放能量多,细胞增殖快;在无氧条件下,进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,释放能量少,细胞增殖慢;常用的灭菌方法有:灼烧灭菌(主要用于接种工具灭菌)、干热灭菌(用于待检灭菌的物品如金属、玻璃、陶瓷制品)、高压蒸汽灭菌(适用于培养基灭菌);平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后,就可以得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落;牛肉膏蛋白胨培养基属于细菌培养基,麦芽汁琼脂培养基适合培养真菌,MS培养基是植物组织培养使用的培养基。
【详解】(1)麦芽汁琼脂培养基的碳氮比较高,而且含糖量高,更适合酵母菌;该培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌;若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落。
(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,进行有氧呼吸产生H2O和CO2,释放能量多,细胞增殖快;若进行无氧培养,进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,释放能量少,增殖慢。
(3)制作面包时,在面粉中添加一定量的酵母菌,因酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖,产生二氧化碳,二氧化碳是气体,遇热膨胀而形成小孔,使得面包松软多孔。
【点睛】要注意区别三种培养基的用途;要知道酵母菌的无氧呼吸产生酒精和CO2,不是乳酸。
27. 腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多 涂布分离(或划线分离) 水果组织软化疏松及细胞受损 95%乙醇 提高果胶酶的稳定性 固定化的方法 固定化所用的介质 单克隆抗体 基因文库 B 变异 高浓度致病真菌 花粉离体 胚的离体培养
【分析】(一)果胶是植物细胞壁的主要成分,果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用,去掉果胶,就会使植物组织变得松散;果胶不溶于乙醇,是鉴别果胶的一种简易方法。
(二)目的基因表达产物在分子水平的检测包括DNA分子杂交、DNA-RNA分子杂交和抗原抗体杂交;生物变异在生产上应用时,可通过杂交育种、单倍体育种的方式获得稳定遗传的植株,单倍体育种的速度更快,相对的操作更加复杂。
【详解】(一)
(1)腐烂的水果通常细胞壁被分解较多,所以含有能产生果胶酶的微生物较多;
(2)获取单菌落的方式有划线分离法和涂布分离法两种,本题中两种方式均可;
(3)果胶酶的作用是水解果胶,果胶位于植物细胞壁中,故水解果胶会使得水果组织软化疏松及使细胞受损;果胶不溶于酒精,故提取回收果胶需要使用95%乙醇,使果胶形成絮状物回收;
(4)固定化的果胶酶在处理含果胶的污水时,可提高果胶酶的稳定性并可连续处理;在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时,除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外,还需考虑的因素有固定化的方法和固定化所用的介质。
(二)
(1)抗病蛋白可作抗原,则特异性探针应为抗体,则需要通过单克隆抗体技术获得特异性探针;基因文库包含了某个DNA分子的所有基因,故是将基因文库中的所有基因进行表达,再利用探针获得目的基因;
(2)质粒载体只能检测目的基因是否转入受体细胞,A选项错误;转录产物为RNA,可以通过DNA-RNA分子杂交检测抗病基因是否表达,B选项正确;检测抗性基因只能检测抗性基因是否导入受体细胞,无法检测该基因是否表达,C选项错误;检测病原微生物是个体水平检测目的基因是否表达的方式,D选项错误;故正确的选项选择B;
(3)抗致病真菌基因是原本植物细胞不含的基因,则需要利用植物细胞在培养过程中的变异来筛选抗致病真菌能力强的细胞;由于需要筛选抗致病真菌能力强的细胞,故需要在培养基中加入高浓度致病真菌;快速稳定遗传的抗病植株需要通过单倍体培养获得,故需要利用花粉离体培养建立细胞系用于筛选;
(4)要利用胚的发育获得植株,可利用胚细胞的全能性,采用胚的离体培养获得植株。
【点睛】本题考察①果胶和果胶酶的性质以及果胶酶的固定;②基因工程以及变异品种的筛选,考察学生对课本知识的理解和题干的阅读能力,考查理解能力和科学思维能力。在变异品种的筛选中,要求获得的是抗致病真菌能力强的细胞,则只加入致病真菌只能筛选具有抗致病真菌能力的细胞,需要筛选抗致病真菌能力强的细胞,则需要添加高浓度的致病真菌,这对考查学生对筛选培养基的理解有一定的要求。
28.①③④⑤ 29.D 30. 淀粉 稀释涂布平板法 31.B 32.D 33.A
【分析】1.选择培养基中培养基中加入某种化学成分,根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基使混合菌样中的劣势菌变成优势菌,从而提高该菌的筛选率。
2.两种纯化细菌的方法的比较
优点
缺点
适用范围
平板划
线分离法
可以观察菌落特征,对混合菌进行分离
不能计数
适用于好氧菌
稀释涂布
平板法
可以计数,可以观察菌落特征
吸收量较少,较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延
适用于厌氧,兼性厌氧
28.根据题意可知,生活域圾分类中的湿垃圾是指可被微生物降解的有机物,则①剩余饭菜、③植物落叶、④过期面包和⑤果皮果壳都属于湿垃圾,而②玻璃碎片属于可回收物。综上所述,①③④⑤都属于湿垃圾。
29.根据题意,湿垃圾是指可被微生物降解的有机物,通过微生物的分解作用将有机物分解为无机物后,才能被植物的根系吸收利用。矿物质和水属于无机物可以被根系直接吸收利用,尿素属于重要的有机氮肥,可以被土壤中的尿素分解菌分解为氨后被根系吸收利用,而大分子有机物由于细胞膜的选择透过性,不能被根系直接利用,属于根系难以吸收的物质。综上所述,D符合题意,A、B、C不符合题意。故选D。
30.根据题意,筛选高效降解淀粉的菌种,即要获得淀粉酶高产菌株,则选择培养基中的碳源应为淀粉,并且选择培养基一般为固体培养基。识图分析可知,图中菌株采用稀释涂布平板法方法进行接种,以便使菌落分布较均匀,然后放在相同且适宜条件下培养。
31.根据题意,高效降解淀粉的菌种可以产生淀粉酶将培养基中的淀粉水解,因此可以用碘液鉴定培养基中淀粉的分解情况,菌落形成后加入碘液染色,比较菌株菌落周围透明圈的大小。产生的淀粉酶活性越高,淀粉分解量越多,培养基中筛选菌落周围透明圈越大,因此图中菌落①与菌落②周围透明圈的大小不同,说明分泌的淀粉酶活性不同。综上所述,B正确,A、C、D错误。故选B。
32.根据题意,①属于真菌,②属于细茵,真菌属于真核生物,有以核膜为界限的细胞核,细菌属于原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,只有拟核。综上所述,D正确,A、B、C错误。故选D。
33.根据题意可知,湿垃圾是指可被微生物降解的有机物,可以通过微生物的分解变废为宝重新利用,而过期的抗生素或电池等属于有害垃圾,处理不当会污染环境,并最终对各种生物造成危害,因此有害垃圾会抑制微生物的生长,不利于微生物分解。综上所述,A符合题意,B、C、D不符合题意。故选A。
【点睛】本题以垃圾分类和处理为背景考查微生物的知识点,要求学生掌握垃圾的分类情况和处理措施,把握微生物的筛选原则和方法,理解微生物的接种方法及操作过程,识记培养基的类型和培养基的成分及其功能,根据所学的知识点把握淀粉分解菌的特点和鉴定方法以及原理,这是该题考查的重点。
34. W 乙 乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W 将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源 缓冲液 缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
【分析】筛选培养基是指根据某种微生物的特殊营养要求或对某些化学、物理因素的抗性而设计的,能选择性地区分这种微生物的培养基。利用选择培养基,可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群,从而提高该种微生物的筛选效率。
【详解】(1)该研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌,而物质W是一种含氮有机物,故可作筛选培养基中的氮源。
(2)研究小组的目标菌,是能够降解物质W的细菌,培养基中乙菌落的周围出现透明圈,说明乙菌落能够降解物质W,故乙菌落为该小组的目标细菌。
(3)目标菌能够利用空气中的氮气作为氮源,故选用的筛选培养基不添加氮源,能够在无氮源的培养基上生存的细菌便是目的细菌,故实验操作为:将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
(4)①C处作为空白对照,要排除作为溶剂的缓冲液对实验可能造成的影响,故需要在C处滴加缓冲液,且保持滴加量相同;②培养基中的透明圈表示物质W被降解的情况,若C处不出现透明圈,则说明缓冲液不能降解物质W;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明物质W被降解的程度相近,即酶E与天然酶降解物质W的能力相近。
【点睛】本题考查筛选培养基的配置和使用,针对不同要求的目标菌种,选择不同物质配制不同筛选作用的培养基。并且要求学生理解识别目标菌种筛选的现象,判断筛选结果。
35. 可以 在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少 破坏DNA结构 消毒液 氯气 未将锅内冷空气排尽
【详解】【分析】由题意“通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染”可知,本题考查的是“无菌技术”。理清实验室和日常生产、生活中常用的消毒和灭菌方法是解答此题的关键。
【详解】(1)能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)煮沸消毒法即在100℃煮沸5~6 min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢;巴氏消毒法即在70~75℃煮30 min或在80℃煮15min,可以杀死微生物,并且保证营养物质不被破坏。因此,与煮沸消毒法相比,牛奶消毒常采用的巴氏消毒法或高温瞬时消毒法的优点是在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少。
(3)因紫外线能破坏DNA结构,所以密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒。在照射前,适量喷洒消毒液,可强化消毒效果。
(4)通常乙醇消毒是75%的酒精,有气味,影响水质,不适宜消毒自来水;高锰酸钾本身有颜色,消毒后溶液呈紫红色,无法使用;因此水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。
(5)采用高压蒸汽灭菌时,锅内的水加热煮沸,将其中原有的冷空气彻底排除后才能将锅密闭。如果未将锅内冷空气排尽,则会出现压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度的现象。
【点睛】(1)消毒与灭菌的区别:
比较项目
消毒
灭菌
条件
使用较为温和的理化方法
使用强烈的理化因素
结果
杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)
杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子
适用
实验操作的空间、操作者的衣服和手
微生物的培养器皿、接种用具和培养基等
常用方法
煮沸消毒法(如在100℃,煮沸5~6 min)、巴氏消毒法(如在80℃,煮15 min);使用酒精、氯气、石炭酸等化学药剂进行消毒
灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
(2)三种常用灭菌方法的比较:
灭菌方法
灭菌条件
灭菌时间
适用材料或用具
灼烧灭菌
酒精灯火焰的充分燃烧层
直至烧红
接种环、接种针或其他金属工具
干热灭菌
干热灭菌箱内,160~170℃
1~2 h
玻璃器皿(吸管、培养皿)
和金属用具等
高压蒸汽灭菌
100kPa,121℃
15~30 min
培养基等
36. C 划线分离法(或涂布分离法) 扩大培养 果胶酶和果胶甲酯酶 淀粉酶使淀粉分解 固定化酶的量、反应液温度 控制反应器液体流量(或体积) 黏性末端 磷酸二酯键 转化 使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态 消毒 脱分化 水稻的基因型、愈伤组织继代的次数
【详解】试题分析:熟记并理解酶的研究与应用、微生物的实验室培养与分离、基因工程的基本操作程序、植物组织培养技术等相关基础知识,形成清晰的知识网络。在此基础上,从题意中提取有效信息并对相关的问题情境进行作答。
(一)(1)沸水漂洗,因高温会破坏蛋白质的空间结构,进而使有关酶失活,C正确,A、C、D均错误。
(2)为了消除絮凝剂中的杂菌,通常将生产上使用的菌液,采用划线分离法(或涂布分离法)进行单菌落分离,然后将其扩大培养,并进行特性鉴定,筛选得到纯的菌株。
(3)蛋白酶和纤维素酶可分别催化蛋白质和纤维素分解。在将以上提取过果胶和淀粉后的剩渣制成的汁液,经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后,仍存在浑浊和沉淀问题,说明该汁液中仍有少量的果胶和淀粉,可添加果胶酶和果胶甲酯酶使果胶彻底分解成半乳糖醛酸,再添加淀粉酶使淀粉分解,以解决汁液浑浊和沉淀问题。
(4)在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中,通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性,然后主要优化各固定化酶反应器中的固定化酶的量、反应液温度、反应液pH和酶反应时间等因素。其中,酶反应时间可通过控制反应器液体流最(或体积)来调节。
(二)(1) 用限制性核酸内切酶EcoR I酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121,可在切口处形成黏性末端。用DNA连接酶连接含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121,可在两个片段相邻处形成磷酸二酯键,获得重组质粒。
(2) 取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成转化实验。在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的是:使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。
(3)在进行植物组织培养时,取田间不同品种水稻的幼胚,先进行消毒,以清除其表面附着的微生物;然后接种到培养基中培养,幼胚发生脱分化形成愈伤组织,并进行继代培养。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有:培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。
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